(57)【要約】【課題】本発明は、製造効率に優れ、低コストの光学シートおよびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】屈折率ｎ１の樹脂基板の片側に入射面となるフレネルレンズ形状と、その反対側の樹脂基板に出射面となる凸状シリンドリカルレンズ形状を形成し、その凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に前記樹脂基板とは屈折率の異なる屈折率ｎ２の樹脂材料を充填し、その樹脂材料を介して、前記光拡散板を貼り合わせて積層一体化されてなり、フレネルレンズ側から入射された光束が凸状シリンドリカルレンズと充填された屈折率ｎ２の樹脂層界面で全反射することを特徴とする光学シートおよびその製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率ｎ１の樹脂基板の片側に入射面となるフレネルレンズ形状と、その反対側の樹脂基板に出射面となる凸状シリンドリカルレンズ形状を形成し、その凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に前記樹脂基板とは屈折率の異なる屈折率ｎ２の樹脂材料を充填し、その樹脂材料を介して、前記光拡散板を貼り合わせて積層一体化されてなり、フレネルレンズ側から入射された光束が凸状シリンドリカルレンズと充填された屈折率ｎ２の樹脂層界面で全反射することを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記屈折率ｎ２の樹脂材料が光学接着剤であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記屈折率ｎ２の樹脂材料が黒色に着色されていることを特徴とする請求項１または２記載の光学シート。
【請求項４】
前記屈折率ｎ１の樹脂基板は透明であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項５】
前記屈折率ｎ１の樹脂基板には光拡散材が含有されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項６】
請求項１記載の光学シートの製造方法であって、
フレネルレンズ金型を円筒形に巻き付けたロール金型を、シリンダー状の凸状シリンドリカルレンズ金型に対向して配置し、その金型間に、屈折率ｎ１の樹脂材料を溶融押し出し、屈折率ｎ１の樹脂基板の表裏にレンズ形状を転写賦形して入射面となるフレネルレンズ形状と、出射面となる凸状シリンドリカルレンズ形状を一体に成形して形成する工程と、
前記凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に屈折率ｎ１の前記樹脂基板とは屈折率の異なる屈折率ｎ２の樹脂材料を充填する工程と、
前記屈折率ｎ２の樹脂材料を介して光拡散板を貼り付ける工程と、
からなることを特徴とする光学シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基板の表裏にフレネルレンズと凸状シリンドリカルレンズを一体に成形され、その凸状シリンドリカルレンズ面に光拡散板を積層してなる、製造効率に優れ、低コストの背面投射型画像表示装置などに使用する全反射型の光学シートおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、背面投射型画像表示装置などに使用する光学シートは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートの２枚のレンズシートを組み合わせた構成のものである。例えば、特許文献１で提案されているフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートの２枚のレンズシートを組み合わせた構成の光学シートは、第５図に示すように、フレネル光学シート１０１のレンズ面１０２とレンチキュラ光学シート１０３のシリンドリカルレンズ面１０４とを対向させた状態で、それら両シート１０１，１０３を光学接着剤１０５により相互に接着させて一体化した構造のものである。
【０００３】
下記に特許文献を記す。
【特許文献１】特開２００２−２５０９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フレネルレンズおよびレンチキュラーレンズのレンズ面同士を貼り合わせるには、レンズ間の距離を面全域で、一定の距離に保持する必要がある。そのため、非常に複雑な操作を必要とする上、形状が複雑なため、接着部分に気泡が混入し易いなどの問題点がある。製造効率が悪く、その結果光学シートのコスト上昇を招く問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、製造効率に優れ、低コストの光学シートおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、すなわち、
請求項１の発明は、
屈折率ｎ１の樹脂基板の片側に入射面となるフレネルレンズ形状と、その反対側の樹脂基板に出射面となる凸状シリンドリカルレンズ形状を形成し、その凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に前記樹脂基板とは屈折率の異なる屈折率ｎ２の樹脂材料を充填し、その樹脂材料を介して、前記光拡散板を貼り合わせて積層一体化されてなり、フレネルレンズ側から入射された光束が凸状シリンドリカルレンズと充填された屈折率ｎ２の樹脂層界面で全反射することを特徴とする光学シートである。
【０００７】
請求項２の発明は、
前記屈折率ｎ２の樹脂材料が光学接着剤であることを特徴とする請求項１記載の光学シートである。
【０００８】
請求項３の発明は、
前記屈折率ｎ２の樹脂材料が黒色に着色されていることを特徴とする請求項１または２記載の光学シートである。
【０００９】
請求項４の発明は、
前記屈折率ｎ１の樹脂基板は透明であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シートである。
【００１０】
請求項５の発明は、
前記屈折率ｎ１の樹脂基板には光拡散材が含有されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シートである。
【００１１】
請求項６の発明は、
請求項１記載の光学シートの製造方法であって、
フレネルレンズ金型を円筒形に巻き付けたロール金型を、シリンダー状の凸状シリンドリカルレンズ金型に対向して配置し、その金型間に、屈折率ｎ１の樹脂材料を溶融押し出し、屈折率ｎ１の樹脂基板の表裏にレンズ形状を転写賦形して入射面となるフレネルレンズ形状と、出射面となる凸状シリンドリカルレンズ形状を一体に成形して形成する工程と、
前記凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に屈折率ｎ１の前記樹脂基板とは屈折率の異なる屈折率ｎ２の樹脂材料を充填する工程と、
前記屈折率ｎ２の樹脂材料を介して光拡散板を貼り付ける工程と、
からなることを特徴とする光学シートの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光学シートおよびその製造方法によれば、押し出し成形法により樹脂基板の表裏にフレネルレンズと凸状シリンドリカルレンズを一体に成形して作製することにより、製造製造効率に優れる安価な光学シートおよびその製造方法を提供できる。そして、本発明の光学シートは背面投射型画像表示装置などに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の光学シートおよびその製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。図１の（ａ）は、本発明の光学シートの一実施例の構造断面図である。屈折率ｎ１の樹脂基板２上にフレネルレンズ１が形成され、反対の面に凸状シリンドリカル（以下、レンチキュラーと記す）レンズ３が形成されている。このレンチキュラーレンズと光拡散板５との間には屈折率ｎ２の樹脂材料４が充填されている。このような構成で光学シート６が形成される。この光学シートはフレネルレンズ１およびレンチキュラーレンズ３付き樹脂基板６Ａおよび光拡散板６Ｂからなる。
【００１４】
この光学シートへの光線の流れを図１の（ａ）に示す。背面投射型画像表示装置のレンズからの光７は光学シート６のフレネル面１に入射する。その光はフレネル面１で屈折する。その光８はレンチキュラーレンズに平行に入射する。レンチキュラーレンズ３と屈折率ｎ２の樹脂材料の境界面で全反射して、光拡散板５に入射する。レンチキュラーレンズと光拡散板５との接点で集光された光は焦点を結ぶ。この光９は光拡散板を通過後、空気中でさらに広がり、観察者の眼に届く。同図（ｂ）に示す角度θTIRは、樹脂基板の屈折率をｎ１として樹脂材料４の屈折率をｎ２とすると、下記式（１）の条件が満たす必要がある。
【００１５】
θTIR＝ｓｉｎ-1（ｎ２／ｎ１）・・・・式（１）
図２に本発明の光学シートの製造方法を示す。はじめに、フレネルレンズ用金型１１を準備する。同図（ａ）に示すように、この金型は、例えば厚さが数ｍｍの厚さで、ロール形状にすることが可能である金型を準備する。金型は金属でも樹脂でもかまわない。
【００１６】
次に、同図（ｂ）のように、フレネル用金型をロール形状に加工する。例えば、円柱状
に巻いてロール金型１２を準備する。
【００１７】
引き続き、同図（ｃ）に示すように、これとは別にシリンダー形状のレンチキュラーレンズ金型１３を準備する。金型１２と金型１３を対向させて配置する。押し出し機から押し出された溶融状態の樹脂基板１４をローラー１５上に載せて金型１３と金型１２の間に挿入する。
【００１８】
押し出し成形後、同図（ｄ）に示すように、フレネルレンズとレンチキュラレンズが表裏に同時に成形された樹脂基板１８（図１に示す６Ａ）を得ることができる。
【００１９】
図１に示した、フレネルレンズ１およびレンチキュラーレンズ３付き樹脂基板６Ａと光拡散板６Ｂの密着方法について図３に示す。はじめに、同図（ａ）に示すように、光拡散板２０上に、屈折率ｎ２の樹脂材料として、例えば、屈折率ｎ２のＵＶ硬化樹脂２１が塗布された光拡散板２２を準備し、同図（ｂ）に示すように、フレネルレンズおよびレンチキュラーレンズ付き樹脂基板１８のレンチキュラーレンズ面を、光拡散板２２のＵＶ硬化樹脂２１層に密着させ、隣り合うレンチキュラーレンズ部間の境界凹部に屈折率ｎ２の樹脂材料を充填する。その樹脂を介して、フレネルレンズおよびレンチキュラーレンズ付き樹脂基板６Ａと光拡散板６Ｂとが貼り合わされ積層一体化されて、図Ｃに示す本発明の光学シート２３を得ることが出来る。
【００２０】
次に、図４に示すように、上記の樹脂材料を黒色に着色することもできる。同図（ａ）に示すように、黒色樹脂材料３２をフレネルレンズ１およびレンチキュラーレンズ３付き樹脂基板１８のレンチキュラレンズ部分にローラ−３１などで塗布する。
【００２１】
同図（ｂ）に示すように塗布後、隣り合うレンチキュラーレンズ部間の境界凹部に屈折率ｎ２の黒色樹脂材料を充填されたフレネルレンズおよびレンチキュラーレンズ付き樹脂基板３３が完成する。
【００２２】
引き続き、同図（ｃ）に示すように、光学接着剤３５が付いた光拡散板３４を反転させて、上記で得られた隣り合うレンチキュラーレンズ部間の境界凹部に屈折率ｎ２の黒色樹脂材料を充填されたフレネルレンズおよびレンチキュラーレンズ付き樹脂基板３３の黒色樹脂材料面に密着させ積層する。
【００２３】
このようにして、同図（ｄ）に示すように、本発明の光学シート３６が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の光学シートの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の光学シートの製造方法の一例を説明する模式断面図である。
【図３】本発明の光学シートにおける表裏にフレネルレンズと凸状シリンドリカルレンズが形成された樹脂基板と光拡散板との密着方法の一例を説明する模式断面図である。
【図４】本発明の光学シートにおける凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に充填する樹脂材料を黒色に着色する方法の一例を説明する模式断面図である。
【図５】従来の光学シートの一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・フレネルレンズ
２・・・屈折率ｎ１の樹脂材料
３・・・凸状シリンドリカルレンズ
４、２１・・・屈折率ｎ２の樹脂材料
５、６Ｂ、２０、３４・・・光拡散板
６、２３、３６・・・光学シート
６Ａ、１８・・・表裏にフレネルレンズと凸状シリンドリカルレンズ形成された樹脂基板７、８、９、１０・・・光
１１・・・フレネルレンズ用金型
１２・・・フレネルレンズ用ロール金型
１３・・・シリンダー状凸状シリンドリカルレンズ用金型
１４・・・溶融状態の押し出しシート状の屈折率ｎ１の樹脂基板
１５・・・搬送ローラー
１６、１７・・・搬送方向
２２・・・屈折率ｎ２の樹脂材料が塗布された光拡散板
３１・・・塗布ローラー
３２・・・黒色屈折率ｎ２の樹脂材料
３３・・・凸状シリンドリカルレンズの隣り合うレンズ部間の境界凹部に屈折率ｎ２の樹黒色脂材料を塗布・充填された状態
３５、１０５・・・光学接着剤
１０１・・・フレネル光学シート
１０２・・・フレネルレンズ面
１０３・・・レンチキュラー（凸状シリンドリカル）光学シート
１０４・・・レンチキュラー（凸状シリンドリカル）レンズ面
【図１】
2007114554.tif 000003
【図２】
2007114554.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007114554.tif 000006
【図５】
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